JP3309570B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP3309570B2
JP3309570B2 JP12823394A JP12823394A JP3309570B2 JP 3309570 B2 JP3309570 B2 JP 3309570B2 JP 12823394 A JP12823394 A JP 12823394A JP 12823394 A JP12823394 A JP 12823394A JP 3309570 B2 JP3309570 B2 JP 3309570B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
pattern
etching
shaping
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP12823394A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07312367A (en
Inventor
洋一 江尻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP12823394A priority Critical patent/JP3309570B2/en
Publication of JPH07312367A publication Critical patent/JPH07312367A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3309570B2 publication Critical patent/JP3309570B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば多層配線を有す
る場合において層間絶縁膜の表面が平滑化された半導体
装置を製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a surface of an interlayer insulating film is smoothed, for example, when a multilayer wiring is provided.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの高密度化に伴って、配
線技術は微細化、多層化の方向に進んでいる。しかし、
配線の微細化と多層化の進展によって、層間絶縁膜の段
差は大きくかつ急峻になっている。そのため、層間絶縁
膜上に形成される配線の加工精度、信頼性を低下させる
結果につながっている。よって、パターンの微細化に伴
い、埋め込み特性が良好でかつ高品位な層間絶縁膜によ
る平滑化が求められている。
2. Description of the Related Art With the increase in the density of semiconductor devices, the wiring technology has advanced in the direction of miniaturization and multilayering. But,
The step of the interlayer insulating film is large and steep due to the progress of miniaturization and multilayering of wiring. Therefore, the processing accuracy and reliability of the wiring formed on the interlayer insulating film are reduced. Therefore, with the miniaturization of patterns, smoothing with an interlayer insulating film having good filling characteristics and high quality is required.

【0003】現在、配線段差と配線間のスペースとのア
スペクト比が1に近くなった場合の層間絶縁膜の平滑化
は、代表的には次のようにして行われている。まず一
端、プラズマを用いた化学的気相成長(以下、CVDと
記す)によって配線上に絶縁膜を形成する。その後、S
OG(Spin On Glass)または自己フロー
形状を示すオゾン(O3 )−テトラエトキシシラン(T
EOS)系のCVDなどにより、配線間のスペースのギ
ャップを埋め込む。さらに、これにエッチバックを施す
ことによって表面が平滑化された層間絶縁膜を形成して
いる。
At present, the smoothing of the interlayer insulating film when the aspect ratio between the wiring step and the space between the wirings is close to 1 is typically performed as follows. First, an insulating film is formed on a wiring by chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as CVD) using plasma. Then, S
OG (Spin On Glass) or ozone (O 3 ) -tetraethoxysilane (T
The space gap between wirings is buried by EOS) CVD or the like. Furthermore, an interlayer insulating film whose surface is smoothed by performing etch-back on this is formed.

【0004】ところがフォトレジスト用の反射防止膜を
配線上に残した構造のデバイスでは、通常、配線のカッ
ト時に反射防止膜が配線よりもひさし状に張り出した形
状になる。そのため、配線間のスペースでSOGやO3
−TEOS系のCVD膜などの絶縁膜の埋め込み不良が
発生しやすく、配線間のスペースにいわゆるボイドまた
はシームが生じる結果になっていた。この配線間のスペ
ースでのボイドまたはシームの発生は、後の工程での例
えば薬液残りによる汚染や熱工程での破裂の原因にな
り、デバイスの信頼性を著しく低下させるものになる。
However, in a device having a structure in which an anti-reflection film for a photoresist is left on a wiring, the anti-reflection film usually protrudes in an eaves shape from the wiring when the wiring is cut. Therefore, SOG and O 3
-Insufficient embedding of an insulating film such as a TEOS-based CVD film is likely to occur, resulting in a so-called void or seam in a space between wirings. The generation of voids or seams in the spaces between the wirings causes contamination in a later step, for example, due to a residual chemical solution, or rupture in a heating step, and significantly lowers the reliability of the device.

【0005】そこで従来では、例えば図6に示したよう
に上面に反射防止膜32が形成された配線31の側方
に、例えば酸化シリコンの絶縁材33でサイドウォール
を付けて整形していた。または、配線31の側方にスロ
ープを付けて絶縁膜の埋め込み特性の改善を図ってい
た。なおサイドウォールの形成は、まず配線31と反射
防止膜32とを覆う状態で例えば下層配線層を形成した
基体30の表面にCVDで絶縁材33を堆積する。その
後、絶縁材33を反応性イオンエッチング(以下、RI
Eと記す)することによって行っていた。
Therefore, conventionally, for example, as shown in FIG. 6, a side wall of the wiring 31 having an antireflection film 32 formed on the upper surface is formed by attaching a side wall with an insulating material 33 of, for example, silicon oxide. Alternatively, a slope is provided on the side of the wiring 31 to improve the burying characteristic of the insulating film. In forming the sidewall, first, an insulating material 33 is deposited by CVD on the surface of the base 30 on which the lower wiring layer is formed, for example, in a state of covering the wiring 31 and the antireflection film 32. Thereafter, the insulating material 33 is subjected to reactive ion etching (hereinafter referred to as RI
E).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
では、配線間のスペースが非常に狭い場合、CVDによ
って配線間のスペースに堆積された絶縁膜の膜質が非常
に劣化したものになることが多かった。または、配線間
のスペースにおける絶縁膜の膜厚が広いパターン部分よ
りも極端に薄くなってしまうことが多かった。
However, in the above method, when the space between the wirings is very narrow, the quality of the insulating film deposited in the space between the wirings by CVD often becomes very deteriorated. . Alternatively, the thickness of the insulating film in the space between the wirings is often extremely thinner than that of the pattern portion having a large width.

【0007】このため、そのままエッチバックすると膜
質が劣化した部分または膜厚が薄い部分に過剰なオーバ
エッチングが加わり、図6に示したように基体30が過
剰にエッチングされる。その結果、配線間のスペースの
アスペクト比が増加するため埋め込み不良が発生する。
または下層配線層にまでタメージを与えるために、配線
および層間のオープン/ショート不良が起きるなどの問
題が発生していた。
For this reason, if the etch-back is performed as it is, excessive over-etching is applied to a portion where the film quality is deteriorated or a portion where the film thickness is small, and the base 30 is excessively etched as shown in FIG. As a result, the aspect ratio of the space between the wirings is increased, so that a filling defect occurs.
In addition, since damage is applied to the lower wiring layer, problems such as open / short defects between the wiring and the interlayer occur.

【0008】またエッチバックを行った際に、CVD工
程での膜厚のバラツキやRIEのバラツキなどによって
下層配線層の配線上部が露出する。そして露出した部分
がRIEのダメージを過剰に受けて、エレクトロマイグ
レーションやストレスマイグレーション耐性を劣化さ
せ、著しく配線の信頼性を低下させるという問題も生じ
ていた。
Further, when the etch-back is performed, the upper portion of the lower wiring layer is exposed due to a variation in film thickness in the CVD process or a variation in RIE. Then, the exposed portion is excessively damaged by RIE, deteriorating the resistance to electromigration and stress migration, and causing a problem that the reliability of the wiring is significantly reduced.

【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、第1パターン上にその第1パターンより
張り出した状態で第2パターンが形成されている場合に
おいて、パターン間への絶縁膜の埋め込み特性に優れた
半導体装置の製造方法を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. In a case where a second pattern is formed on a first pattern so as to extend from the first pattern, an insulating film is provided between the patterns. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device having excellent embedding characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1記載の発明は、まず基体表面に形成した第1
のパターンと、その第1パターンから張り出たひさし部
を有するもので第1パターンの上面に形成した第2パタ
ーンとを覆う状態で、上記基体表面にエッチング停止膜
を成膜する。次いで、そのエッチング停止膜表面に整形
用膜を、その整形用膜の第1パターン側方の表面が、上
記ひさし部側方のエッチング停止層の表面よりも外方に
位置する状態に成膜する。その後、異方性エッチングを
施して、上記第2パターン側方のエッチング停止膜の下
方に上記整形用膜を残す状態でその他の部分の整形用膜
を除去する。そして少なくとも上記第2パターンの上面
より高い表面を有する状態に上記基体上に絶縁膜を成膜
して、その絶縁膜の表面が平滑化された半導体装置を製
造する方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 firstly comprises a first substrate formed on a substrate surface.
An etching stop film is formed on the surface of the base in a state of covering the pattern and the second pattern formed on the upper surface of the first pattern with the eaves protruding from the first pattern. Next, a shaping film is formed on the surface of the etching stop film such that the surface of the shaping film on the side of the first pattern is located outside the surface of the etching stop layer on the side of the eaves. . Thereafter, anisotropic etching is performed to remove the shaping film in the other portions while leaving the shaping film below the etching stop film on the side of the second pattern. Then, an insulating film is formed on the substrate so as to have at least a surface higher than the upper surface of the second pattern, and a semiconductor device in which the surface of the insulating film is smoothed is manufactured.

【0011】また請求項2記載の発明は、請求項1記載
の発明における異方性エッチングを、上記整形用膜のエ
ッチングレートが上記エッチング停止膜のエッチングレ
ートよりも高くなる状態で行う方法である。さらに請求
項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明
における異方性エッチングを施すことによって、上記第
2パターン側方のエッチング停止膜の下方に整形用膜を
正テーパ形状に残す方法である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for performing the anisotropic etching according to the first aspect of the present invention in a state where the etching rate of the shaping film is higher than the etching rate of the etching stop film. . According to a third aspect of the present invention, by performing the anisotropic etching according to the first or second aspect of the invention, the shaping film is formed into a positive taper shape below the etching stop film on the side of the second pattern. It is a way to leave.

【0012】[0012]

【作用】請求項1記載の発明では、エッチング停止膜上
に整形用膜を成膜した後に異方性エッチングを施すこと
から、前記エッチング停止膜がエッチングの緩衝膜にな
る。また前記異方性エッチングでは、第2パターン側方
のエッチング停止膜の下方に前記整形用膜を残すことか
ら、前記第2パターンのひさし部による第1パターンお
よび第2パターンの側方の段差が解消される。
According to the first aspect of the present invention, since the shaping film is formed on the etching stop film and then anisotropic etching is performed, the etching stop film serves as an etching buffer film. Further, in the anisotropic etching, since the shaping film is left below the etching stop film on the side of the second pattern, a step on the side of the first and second patterns due to the eaves of the second pattern is reduced. Will be resolved.

【0013】また請求項2記載の発明では、前記整形用
膜のエッチングレートが前記エッチング停止膜のエッチ
ングレートよりも高くなる状態で前記異方性エッチング
を行うことから、前記エッチング停止膜上でエッチング
が止まる。さらに請求項3記載の発明では、前記第2パ
ターン側方のエッチング停止膜の下方に前記整形用膜を
正テーパ形状に残すことから、絶縁膜を埋め込み易くな
る。
According to the second aspect of the present invention, since the anisotropic etching is performed in a state where the etching rate of the shaping film is higher than the etching rate of the etching stop film, the etching is performed on the etching stop film. Stops. According to the third aspect of the present invention, the shaping film is left in a positive taper shape below the etching stop film on the side of the second pattern, so that the insulating film is easily buried.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の製造方法
(以下、本発明方法と記す)の実施例を図面に基づいて
説明する。図1は本発明方法の一例を工程順に示した説
明図である。また図2は要部拡大図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention (hereinafter referred to as the method of the present invention) will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the method of the present invention in the order of steps. FIG. 2 is an enlarged view of a main part.

【0015】図1(a)に示したようにこの実施例によ
って製造される半導体装置は、基体10の表面に形成さ
れた第1パターン11と、第1パターン11の上面に形
成されてその第1パターン11から張り出たひさし部1
2aを有する第2パターン12とを備えている。
As shown in FIG. 1A, a semiconductor device manufactured by this embodiment has a first pattern 11 formed on the surface of a base 10 and a first pattern 11 formed on the upper surface of the first pattern 11. Eaves 1 protruding from one pattern 11
2a having the second pattern 12a.

【0016】第1パターン11は例えばバリアメタルと
主配線層とからなると共に、第2パターン12は反射防
止膜からなる。そして、第1パターン11と第2パター
ン12とで配線が形成された状態になっている。なお、
主配線層は例えばAl−Si合金、pureAlやAl−S
i−Cu合金などのAl合金からなる。またバリアメタ
ルは、Ti/TiON/Ti、TiおよびTi/TiN
/Tiなどの材料からなる。さらに反射防止膜は、Ti
ON、a−Si、SiOx(x<2)およびSiONな
どの材料で形成されている。
The first pattern 11 is made of, for example, a barrier metal and a main wiring layer, and the second pattern 12 is made of an antireflection film. Then, the first pattern 11 and the second pattern 12 are in a state where wiring is formed. In addition,
The main wiring layer is made of, for example, an Al-Si alloy, pureAl or Al-S
It is made of an Al alloy such as an i-Cu alloy. The barrier metals are Ti / TiON / Ti, Ti and Ti / TiN.
/ Ti and other materials. Further, the antireflection film is made of Ti
It is formed of a material such as ON, a-Si, SiO x (x <2), and SiON.

【0017】本発明方法では、まずこのような第1パタ
ーン11と第2パターン12とを覆う状態で基体10表
面にエッチング停止膜13を形成する。エッチング停止
膜13としては、例えばSiO2 膜やSiON膜などが
用いられる。また、形成方法としては例えばカバレージ
の良好なプラズマエンハンスド(以下、PEと記す)C
VD法が挙げられる。
In the method of the present invention, first, an etching stop film 13 is formed on the surface of the base 10 so as to cover the first pattern 11 and the second pattern 12. As the etching stop film 13, for example, a SiO 2 film, a SiON film, or the like is used. As a forming method, for example, a plasma enhanced (hereinafter, referred to as PE) C having good coverage can be used.
VD method is mentioned.

【0018】次いで、エッチング停止膜13表面に整形
用膜14を成膜する。その際、その整形用膜14の第1
パターン11の側方の表面が、第2パターン12のひさ
し部12aの側方のエッチング停止層13の表面よりも
外方に位置するようにする。この整形用膜14は、後述
する異方性エッチングの工程で第1パターン11の側方
にサイドウォール状に残すためのものであり、例えばS
iN膜やSiO2 膜などが用いられる。また、例えばP
E−CVD法によって形成される。
Next, a shaping film 14 is formed on the surface of the etching stopper film 13. At this time, the first of the shaping film 14
The surface on the side of the pattern 11 is located outside the surface of the etching stop layer 13 on the side of the eaves 12 a of the second pattern 12. The shaping film 14 is to be left in the shape of a sidewall on the side of the first pattern 11 in an anisotropic etching process described later.
An iN film, a SiO 2 film, or the like is used. Also, for example, P
It is formed by an E-CVD method.

【0019】その後、RIEなどの異方性エッチングを
施す。そして図1(b)に示したように、第2パターン
12の側方のエッチング停止膜13の下方に整形用膜1
4を残す状態でその他の部分の整形用膜14を除去す
る。
Thereafter, anisotropic etching such as RIE is performed. Then, as shown in FIG. 1B, the shaping film 1 is formed below the etching stopper film 13 on the side of the second pattern 12.
The remaining part of the shaping film 14 is removed in a state where 4 is left.

【0020】この場合の異方性エッチングは、整形用膜
14のエッチングレートがエッチング停止膜13のエッ
チングレートよりも高くなるように行う。なお、整形用
膜14例えばSiN膜で形成されている場合に用いるエ
ッチングガスとしては、例えばO2 /CHF3 系のガス
が用いられる。また整形用膜14例えばSiO2 膜で形
成されている場合に用いるエッチングガスとしては、C
4 −O2 系、CHF3 −CF4 −Ar系、C4 8
CHF3 −Ar系およびCO−CHF3 −Ar系のガス
などが挙げられる。
In this case, the anisotropic etching is performed so that the etching rate of the shaping film 14 is higher than the etching rate of the etching stopper film 13. As an etching gas used when the shaping film 14 is formed of a SiN film, for example, an O 2 / CHF 3 gas is used. The etching gas used when the shaping film 14 is formed of, for example, an SiO 2 film is C gas.
F 4 -O 2 system, CHF 3 -CF 4 -Ar system, C 4 H 8 -
CHF 3 -Ar-based gas and CO-CHF 3 -Ar-based gas are exemplified.

【0021】そして、第1パターン11と第2パターン
12とを覆いかつ第2パターン12の上面より表面が高
い状態に絶縁膜15を形成する。絶縁膜15は例えばS
iO膜からなり、図1(c)、(d)、(e)に示す
ような通常のSOGコート(+エッチバック)プロセス
や、有機シロキサン系、有機シラン系などの有機シリコ
ンガスを用いたCVDプロセスなどによって形成する。
このことによって、絶縁膜15の表面が平滑化された半
導体装置が製造される。
Then, the insulating film 15 is formed so as to cover the first pattern 11 and the second pattern 12 and to have a surface higher than the upper surface of the second pattern 12. The insulating film 15 is made of, for example, S
It is made of an iO 2 film, and uses an ordinary SOG coating (+ etch back) process as shown in FIGS. 1C, 1D, and 1E, and an organic silicon gas such as an organic siloxane or an organic silane. It is formed by a CVD process or the like.
Thereby, a semiconductor device in which the surface of the insulating film 15 is smoothed is manufactured.

【0022】上記の実施例では、整形用膜14の第1パ
ターン11の側方の表面が、第2パターン12のひさし
部12aの側方のエッチング停止層13の表面よりも外
方に位置するように成膜されている。そのため、基体1
0の表面全体に異方性エッチングを施すと、整形用膜1
4は第1パターン11の側方にサイドウォール状に残
る。
In the above embodiment, the surface of the shaping film 14 on the side of the first pattern 11 is located outside the surface of the etching stop layer 13 on the side of the eaves 12a of the second pattern 12. It is formed as follows. Therefore, the base 1
When anisotropic etching is performed on the entire surface of
4 is left in a sidewall shape on the side of the first pattern 11.

【0023】第1パターン11の側方にサイドウォール
状に整形用膜14を残すことで、第2パターン12のひ
さし部12aにより生じていた第1パターン11と第2
パターン12との側方の段差が解消される。そして第1
パターン12の側方は、平滑な状態に整形される。よっ
て、ボイドやシームを発生させることなく狭い配線間の
スペースに絶縁膜15を十分に埋め込むことができる。
By leaving the shaping film 14 in a sidewall shape on the side of the first pattern 11, the first pattern 11 and the second pattern 11 generated by the eaves 12 a of the second pattern 12 are formed.
The step on the side of the pattern 12 is eliminated. And the first
The sides of the pattern 12 are shaped into a smooth state. Therefore, the insulating film 15 can be sufficiently buried in a narrow space between the wirings without generating a void or a seam.

【0024】また、整形用膜14はエッチング停止膜1
3表面に成膜されているので、異方性エッチングの際に
はエッチング停止膜13が緩衝膜になり、基体10の表
面はエッチングによるダメージをほとんど受けない。し
かも整形用膜14のエッチングレートがエッチング停止
膜13のエッチングレートよりも高くなるように異方性
エッチングを行うので、エッチングはエッチング停止膜
13上で止まり、配線間のスペースの基体10が過剰に
エッチングされることがなくなる。
The shaping film 14 is the etching stop film 1.
Since the film is formed on the three surfaces, the etching stop film 13 becomes a buffer film during anisotropic etching, and the surface of the base 10 is hardly damaged by the etching. Moreover, since the anisotropic etching is performed so that the etching rate of the shaping film 14 is higher than the etching rate of the etching stopper film 13, the etching stops on the etching stopper film 13, and the base 10 in the space between the wirings becomes excessive. It will not be etched.

【0025】このため基体10に下層配線層が形成され
ている場合には、下層配線層の配線および層間のオープ
ン/ショート不良が減少する。また異方性エッチングに
より下層配線層はダメージを受けないので、エレクトロ
マイグレーションやストレスマイグレーション耐性の劣
化も生じない。したがってこの実施例によれば、配線の
信頼性の高い半導体装置を製造することができ、また高
信頼性の多層配線を実現することができる。
For this reason, when the lower wiring layer is formed on the base 10, the open / short defect between the wiring and the interlayer of the lower wiring layer is reduced. Further, since the lower wiring layer is not damaged by the anisotropic etching, deterioration of electromigration and stress migration resistance does not occur. Therefore, according to this embodiment, it is possible to manufacture a semiconductor device with high wiring reliability and to realize a multilayer wiring with high reliability.

【0026】次に、上記実施例の方法により実際に半導
体装置を製造した具体例を説明する。なお、実施に先立
ち、通常の方法によって基体10の表面に、Al−Si
合金からなる主配線層およびTi/TiON/Tiから
なるバリヤメタルで第1パターン11を形成し、TiO
Nからなる反射防止膜で第2パターン12を形成した。
この際、配線の高さ0.8μm程度、配線間の最小スペ
ース0.5μm程度のパターンにおいて、第2パターン
12は10〜100nm程度の厚みでかつ第1パターン
11の上面から20〜50nm程度張り出た状態に形成
された。
Next, a specific example in which a semiconductor device is actually manufactured by the method of the above embodiment will be described. Prior to the implementation, Al-Si
A first pattern 11 is formed of a main wiring layer made of an alloy and a barrier metal made of Ti / TiON / Ti,
The second pattern 12 was formed of an N anti-reflection film.
At this time, in a pattern having a wiring height of about 0.8 μm and a minimum space between wirings of about 0.5 μm, the second pattern 12 has a thickness of about 10 to 100 nm and extends about 20 to 50 nm from the upper surface of the first pattern 11. Formed out.

【0027】まず、例えばTEOSを反応ガスとしたP
E−CVD法により、PE−SiO2 膜を20〜100
nm程度堆積し、第1パターン11と第2パターン12
とを覆う状態で基体10の表面にエッチング停止膜13
を形成した。次いでPE−CVD法によってPE−Si
N膜を50〜1000nm程度堆積することにより、整
形用膜14を形成した。
First, for example, P using TEOS as a reaction gas
The PE-SiO 2 film is formed in a thickness of 20 to 100 by the E-CVD method.
the first pattern 11 and the second pattern 12
The etching stop film 13 is formed on the surface of the
Was formed. Next, PE-Si by PE-CVD method.
The shaping film 14 was formed by depositing an N film of about 50 to 1000 nm.

【0028】そして、O2 /CHF3 系のガスを用いて
PE−SiN膜/PE−SiO2 膜の選択比が2〜40
程度になるようなRIE条件でエッチバックを行った。
またこの際、配線間のスペースの箇所の基体10の表面
にPE−SiN膜が残らない程度(オーバーエッチ量<
30%)にエッチバックを行った。この結果、第2パタ
ーン12の側方のエッチング停止膜13の下方に整形用
膜14が残って第1パターン11の側方は平滑な状態に
整形された。さらに、エッチング停止膜13でエッチン
グが停止し、配線間のスペースで基体10が過剰にエッ
チングされるようなことが起きなかった。
Then, the selectivity of the PE-SiN film / PE-SiO 2 film is 2 to 40 using the O 2 / CHF 3 gas.
Etch-back was performed under RIE conditions such that the degree of RIE was reduced.
At this time, the PE-SiN film is not left on the surface of the substrate 10 at the space between the wirings (overetch amount <
(30%). As a result, the shaping film 14 remained below the etching stop film 13 on the side of the second pattern 12, and the side of the first pattern 11 was shaped into a smooth state. Further, the etching was stopped by the etching stop film 13, and the base 10 was not excessively etched in the space between the wirings.

【0029】続いて、通常のSOGプロセスによって絶
縁膜15を形成した。すなわち図1(c)に示すよう
に、TEOSを反応ガスとしたPE−CVD法によって
基体10の表面に第1パターン11と第2パターン12
とを覆う状態でPE−SiO2 膜15aを400〜80
0nm程度堆積した。またPE−SiO2 膜15a上に
SOG膜15bを400〜800nm程度塗布し、その
表面が略平坦になる状態に形成した。その結果、PE−
SiO2 膜15aおよびSOG膜15bは、配線間のス
ペースに良好に埋め込まれた。
Subsequently, an insulating film 15 was formed by a normal SOG process. That is, as shown in FIG. 1C, the first pattern 11 and the second pattern 12 are formed on the surface of the base 10 by PE-CVD using TEOS as a reaction gas.
And the PE-SiO 2 film 15a is
Deposited about 0 nm. Further, an SOG film 15b was applied on the PE-SiO 2 film 15a to a thickness of about 400 to 800 nm, and the surface thereof was formed to be substantially flat. As a result, PE-
The SiO 2 film 15a and the SOG film 15b were satisfactorily embedded in the space between the wirings.

【0030】次いで、通常のSOGのエッチバックプロ
セスによって、SOG膜/PE−SiO2 膜の選択比が
0.8〜2.0程度、オーバーエッチング量が0〜30
%程度の条件でエッチバックを行った。これによって、
図1(d)に示すようにPE−SiO2 膜15aの表面
を平滑化した。
Next, the selectivity of the SOG film / PE-SiO 2 film is about 0.8 to 2.0 and the over-etching amount is 0 to 30 by a normal SOG etch-back process.
The etch back was performed under the condition of about%. by this,
As shown in FIG. 1D, the surface of the PE-SiO 2 film 15a was smoothed.

【0031】そして、TEOSを反応ガスとしたPE−
CVD法によって図1(d)の状態の表面にPE−Si
2 膜15cを400〜800nm程度堆積した。この
結果、図1(e)に示すように、PE−SiO2 膜15
a、SOG膜15bおよびPE−SiO2 膜15cから
なりかつ表面が平滑な絶縁膜15が形成された半導体装
置が得られた。
Then, PE- using TEOS as a reaction gas
PE-Si is deposited on the surface in the state shown in FIG.
The O 2 film 15c was deposited to a thickness of about 400~800nm. As a result, as shown in FIG. 1 (e), PE-SiO 2 film 15
a, a semiconductor device comprising an insulating film 15 composed of the SOG film 15b and the PE-SiO 2 film 15c and having a smooth surface was obtained.

【0032】また上記した絶縁膜15の形成を、SOG
プロセスに代えて有機シリコンガスを用いたCVDプロ
セスにより後述する条件で行った。まず上記実施例と同
様に、異方性エッチングによって第1パターン12の側
方を整形した後、TEOSを反応ガスとしたPE−CV
D法によってPE−SiO2 膜を50〜400nm程度
堆積した。
The above-mentioned insulating film 15 is formed by SOG
The process was performed by a CVD process using an organic silicon gas instead of the process under the conditions described later. First, similarly to the above-described embodiment, after the side of the first pattern 12 is shaped by anisotropic etching, PE-CV using TEOS as a reaction gas is used.
It was deposited about 50~400nm a PE-SiO 2 film by a D method.

【0033】次いで、良好に自己フローする条件で常圧
で行うO3 −TEOS系のCVD法によってSiO2
を500〜1000nm程度堆積した。この結果、図3
に示すように狭い配線間のスペースにもPE−SiO2
膜15dとSiO2 膜15eからなる絶縁膜15が十分
に埋め込まれ、その表面の平滑化がより向上した半導体
装置が得られた。
Then, an SiO 2 film was deposited to a thickness of about 500 to 1000 nm by an O 3 -TEOS-based CVD method carried out under normal pressure under conditions of good self-flow. As a result, FIG.
In the space between the narrow wiring as shown in PE-SiO 2
The semiconductor device in which the insulating film 15 composed of the film 15d and the SiO 2 film 15e was sufficiently buried, and the surface of which was further improved in smoothness was obtained.

【0034】これらの結果からも明らかなように上記実
施例によれば、第1パターン11間および第2パターン
12間のスペース、つまり配線間のスペースに絶縁膜1
5が良好に埋め込まれ、かつ絶縁膜15の表面が平滑化
された半導体装置を製造することができる。
As is apparent from these results, according to the above embodiment, the insulating film 1 is formed in the space between the first patterns 11 and the space between the second patterns 12, that is, in the space between the wirings.
5 can be manufactured satisfactorily, and the surface of the insulating film 15 can be smoothed.

【0035】ところで上記実施例の異方性エッチングの
工程では、図4に示すように、第2パターン12側方の
エッチング停止膜13の下方に整形用膜14を正テーパ
形状に残すこともできる。正テーパ形状に形成した場合
には、狭い配線間のスペースに絶縁膜15が埋め込み易
くなり、埋め込み特性が向上する。その結果、絶縁膜1
5の表面の平滑化をより向上することができる。
In the anisotropic etching process of the above embodiment, as shown in FIG. 4, the shaping film 14 may be left in a positive taper shape below the etching stopper film 13 on the side of the second pattern 12. . In the case where the insulating film 15 is formed in a positive tapered shape, the insulating film 15 is easily buried in the space between the narrow wirings, and the burying characteristics are improved. As a result, the insulating film 1
The smoothing of the surface of No. 5 can be further improved.

【0036】図5は整形用膜14を正テーパ形状に形成
して多層配線を形成する状態を示した断面図である。図
示したように、各配線層の第1パターン11の側方の整
形用膜14が正テーパ形状であることで、各配線層の絶
縁膜15は配線間のスペースに良好に埋め込まれる。そ
の結果、配線層間に表面がより平滑な絶縁膜15が形成
されるので、さらに信頼性の高い多層配線を実現するこ
とができる。したがって本実施例を用いることで、配線
の信頼性の高い半導体装置を製造することができ、かつ
高信頼性の多層配線を実現することができる。
FIG. 5 is a sectional view showing a state in which the shaping film 14 is formed in a positive taper shape to form a multilayer wiring. As illustrated, since the shaping film 14 on the side of the first pattern 11 of each wiring layer has a positive taper shape, the insulating film 15 of each wiring layer is satisfactorily embedded in the space between the wirings. As a result, the insulating film 15 having a smoother surface is formed between the wiring layers, so that a more reliable multilayer wiring can be realized. Therefore, by using this embodiment, a semiconductor device with high wiring reliability can be manufactured, and a multi-layer wiring with high reliability can be realized.

【0037】なお、上記実施例ではエッチング停止膜1
3としてSiO2 膜を用い、整形用膜14としてSiN
膜を用いた例を示したが、これに限定されるものではな
く、その他の絶縁材料を組合せて用いることも可能であ
る。例えばエッチング停止膜13をSiON膜で形成
し、整形用膜14をSiN膜またはSiO2 膜で形成す
ることもできる。その場合にも、異方性エッチングに用
いるガス系の種類や、流量比および印加する高周波電力
を制御することで、エッチング条件の最適化を図ること
ができる。
In the above embodiment, the etching stopper film 1 is used.
3 is an SiO 2 film, and a shaping film 14 is SiN
Although an example using a film has been described, the present invention is not limited to this, and other insulating materials can be used in combination. For example, the etching stop film 13 may be formed of a SiON film, and the shaping film 14 may be formed of a SiN film or a SiO 2 film. Even in this case, the etching conditions can be optimized by controlling the type of gas system used for anisotropic etching, the flow rate ratio, and the applied high-frequency power.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
では、第2パターン側方のエッチング停止膜の下方に整
形用膜を残すので、ひさし部によって生じていた第1パ
ターンと第2パターンとの側方の段差を解消することが
できる。そのため、高アスペクト比の配線段差/配線間
のスペース、配線構造においてもボイドやシームを発生
させることなく狭い配線間のスペースに絶縁膜を十分に
埋め込むことができる。また、狭い配線間のスペースに
前記絶縁膜を十分に埋め込むことができるので、前記絶
縁膜の表面の平滑化を向上することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the shaping film is left below the etching stop film on the side of the second pattern, the first pattern and the second pattern caused by the eaves are formed. Can be eliminated. Therefore, the insulating film can be sufficiently buried in the space between the wirings having a high aspect ratio and in the space between the wirings without generating voids or seams even in the space between the wiring steps / wirings and the wiring structure. Further, since the insulating film can be sufficiently buried in the space between the narrow wirings, the surface of the insulating film can be improved in smoothness.

【0039】また前記整形用膜はエッチング停止膜上に
形成されるので、配線間のスペースの基体はエッチング
によるダメージをほとんど受けず、配線の信頼性を確保
することができる。また請求項2記載の発明では前記異
方性エッチングを、前記整形用膜のエッチングレートが
前記エッチング停止膜のエッチングレートよりも高くな
る状態で行う。このため、前記エッチング停止膜上でエ
ッチングを止めることができ、前記基体の過剰なエッチ
ングを防止することができる。
Further, since the shaping film is formed on the etching stopper film, the substrate in the space between the wirings is hardly damaged by the etching, and the reliability of the wirings can be secured. In the invention according to claim 2, the anisotropic etching is performed in a state where an etching rate of the shaping film is higher than an etching rate of the etching stop film. For this reason, the etching can be stopped on the etching stop film, and the base can be prevented from being excessively etched.

【0040】さらに請求項3記載の発明では、前記第2
パターン側方のエッチング停止膜の下方に前記整形用膜
を正テーパ形状に残すので、狭い配線間のスペースに埋
め込む前記絶縁膜の埋め込み特性を向上することができ
る。したがって本発明方法によれば、配線の信頼性の高
い半導体装置を製造することができ、また高信頼性の多
層配線を実現することができる。ひいては、高密度化、
高集積化かつ高信頼性の半導体装置を得ることが可能に
なる。
[0040] Further, in the invention according to claim 3, the second aspect is provided.
Since the shaping film is left in a positive taper shape below the etching stop film on the side of the pattern, the filling characteristics of the insulating film to be buried in the space between the narrow wirings can be improved. Therefore, according to the method of the present invention, a semiconductor device with high wiring reliability can be manufactured, and a multi-layer wiring with high reliability can be realized. As a result, higher density,
A highly integrated and highly reliable semiconductor device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法の一例を工程順に示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the method of the present invention in the order of steps.

【図2】整形用膜を成形した状態の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part in a state where a shaping film is formed.

【図3】絶縁膜の他の形成例の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of another example of forming an insulating film.

【図4】整形用膜をテーパ形状にした場合の断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view when the shaping film has a tapered shape.

【図5】多層配線を形成する状態の断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a state in which a multilayer wiring is formed.

【図6】従来のサイドウォール形成例の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional example of forming a sidewall.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基体 11 第1パターン 12 第2パターン 13 エッチング停止膜 14 整形用膜 15 絶縁膜 Reference Signs List 10 base 11 first pattern 12 second pattern 13 etching stop film 14 shaping film 15 insulating film

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基体表面に形成した第1のパターンと、
その第1パターン上から張り出したひさし部を有するも
ので該第1パターン上面に形成した第2パターンとを覆
う状態に絶縁膜を形成して、その表面が平滑化された半
導体装置を製造する方法であって、 前記基体表面に、前記第1パターンと前記第2パターン
とを覆う状態でエッチング停止膜を成膜する第1工程
と、 該エッチング停止膜表面に整形用膜を、該整形用膜の前
記第1パターン側方の表面が、前記ひさし部側方のエッ
チング停止層の表面よりも外方に位置する状態に成膜す
る第2工程と、 その後、異方性エッチングを施して、前記第2パターン
側方のエッチング停止膜の下方に前記整形用膜を残す状
態でその他の部分の前記整形用膜を除去する第3工程
と、 少なくとも前記第2パターンの上面より高い表面を有す
る状態に前記絶縁膜を前記基体上に成膜する第4工程と
からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A first pattern formed on a surface of a substrate,
A method of manufacturing a semiconductor device having an eaves portion protruding from the first pattern and forming an insulating film so as to cover the second pattern formed on the upper surface of the first pattern, and having a smoothed surface. A first step of forming an etching stop film on the surface of the base while covering the first pattern and the second pattern; and forming a shaping film on the surface of the etching stop film; A second step of forming a film in a state in which the surface on the side of the first pattern is located outside the surface of the etching stop layer on the side of the eaves portion, and thereafter, performing anisotropic etching, A third step of removing the shaping film in other portions while leaving the shaping film below the etching stop film on the side of the second pattern; and in a state having at least a surface higher than the upper surface of the second pattern. Absolute And a fourth step of forming an edge film on the substrate.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記異方性エッチングは、前記整形用膜のエッチングレ
ートが前記エッチング停止膜のエッチングレートよりも
高くなる状態で行うことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the anisotropic etching is performed in a state where an etching rate of the shaping film is higher than an etching rate of the etching stop film. Semiconductor device manufacturing method.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の半導体装
置の製造方法において、 前記異方性エッチングを施すことによって、前記第2パ
ターン側方のエッチング停止膜の下方に前記整形用膜を
正テーパ形状に残すことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the shaping film is formed below the etching stop film on the side of the second pattern by performing the anisotropic etching. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device is left in a tapered shape.
JP12823394A 1994-05-17 1994-05-17 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP3309570B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12823394A JP3309570B2 (en) 1994-05-17 1994-05-17 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12823394A JP3309570B2 (en) 1994-05-17 1994-05-17 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07312367A JPH07312367A (en) 1995-11-28
JP3309570B2 true JP3309570B2 (en) 2002-07-29

Family

ID=14979792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12823394A Expired - Fee Related JP3309570B2 (en) 1994-05-17 1994-05-17 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3309570B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008294123A (en) * 2007-05-23 2008-12-04 Nec Electronics Corp Semiconductor device, and method of manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07312367A (en) 1995-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7279411B2 (en) Process for forming a redundant structure
JP4347637B2 (en) Method of forming metal wiring for semiconductor device using buffer layer on trench side wall and device manufactured thereby
US5470793A (en) Method of via formation for the multilevel interconnect integrated circuits
US5427982A (en) Method for fabricating a semiconductor device
US6548900B1 (en) Semiconductor device and fabrication method thereof
JP3309570B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH10116904A (en) Manufacture of semiconductor device
US6177286B1 (en) Reducing metal voids during BEOL metallization
JPH1041385A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2007027234A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH10189590A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4207113B2 (en) Method for forming wiring structure
JPH05326722A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH07240466A (en) Fabrication of semiconductor device
KR101181271B1 (en) Method for Forming Metal Line of Semiconductor Device
KR20000056181A (en) Vias in semiconductor device and method for manufacturing the same
JP3099813B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH08293493A (en) Method of forming flatted insulation film
JP3301466B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2000208620A (en) Production of semiconductor device
JPH11260967A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2001085517A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH11265934A (en) Forming method of connecting part
KR100652316B1 (en) Method for manufacturing inter metal dielectric layer of semiconductor device
JPH05304219A (en) Deposition of insulation layer in semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees